[發明專利]一種基于調頻的自適應磁懸浮減搖裝置及減搖控制方法

有效

• 申請號: 201810062714.3
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108263568B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 高素美;徐龍祥
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: B63B39/00
• 分類號: B63B39/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種基于調頻的自適應磁懸浮減搖裝置，包括控制器、功率放大器、傳感器(1)、減搖質量塊(2)和電磁鐵定子(3)，所述自適應磁懸浮減搖裝置安裝在船體(4)，其特征在于：所述船體(4)的兩側支架內各安裝有一對電磁鐵定子(3)，每對電磁鐵定子(3)上下對稱設置，每對電磁鐵定子(3)之間有一個減搖質量塊(2)，上方電磁鐵定子(3)的下方和下方電磁鐵定子(3)的上方均設置有傳感器(1)，所述傳感器(1)對準減搖質量塊(2)，所述電磁鐵定子(3)的繞組通過連接線接功率放大器，所述功率放大器接控制器，所述控制器接收傳感器(1)反饋的位置信號，所述控制器為參考值自適應控制器，所述控制器包括自適應控制調節器、調節控制器和反饋調節器，所述反饋調節器接收傳感器(1)信號后反饋給自適應控制調節器和調節控制器，所述自適應控制調節器根據參考值及反饋信號處理后反饋給反饋調節器，所述調節控制器根據反饋信號對調節控制器參數進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種基于調頻的自適應磁懸浮減搖裝置，其特征在于：所述電磁鐵定子(3)通過墊片固定，所述墊片厚度分別為2mm或3mm或4mm。

3.根據權利要求1或2所述的基于調頻的自適應磁懸浮減搖裝置的減搖方法，其特征在于：

當船體(4)受到逆時針的擾動即逆時針橫搖時，慣性減搖質量塊由于慣性作用，將保持其空間位置不變，因此左右慣性減搖質量塊相對定子部分的位置改變，對定子部分即船體產生順時針力矩，同時，傳感器檢測到位置變化，將位置變化通過參考信號傳送給控制器，從而改變定子電流，繼而改變慣性減搖質量塊的加速度，因慣性力

而故：

F＝-mω²x₀sinωt；

其中m為慣性減搖質量塊質量，ω為擾動力頻率，x₀為慣性質量塊初始位移,t為慣性減搖時間；

由上知當慣性減搖質量塊的加速度改變時，慣性力也將改變，從而產生順時針的力矩，減小船體(4)橫搖，使船體(4)保持平衡；

當船體(4)受到順時針的擾動即順時針橫搖時，慣性減搖質量塊由于慣性作用，將保持其空間位置不變，因此左右慣性減搖質量塊相對定子部分的位置改變，對定子部分即船體產生逆時針力矩，同時，傳感器檢測到位置變化，將位置變化通過參考信號傳送給控制器，從而改變定子電流，繼而改變慣性減搖質量塊的加速度，因慣性力

而故：

F＝-mω²x₀sinωt；

由上知當慣性減搖質量塊的加速度改變時，慣性力也將改變，從而產生逆時針的力矩，減小船舶橫搖，使船舶保持平衡。

4.根據權利要求3所述的基于調頻的自適應磁懸浮減搖裝置的減搖方法，其特征在于：控制器控制過程中：

首先通過被控對象即自適應磁懸浮減搖裝置的輸出y_p和參考值y_m比較，得到自適應控制誤差e_m；

然后用自適應控制誤差e_m驅動自適應調節器，調節后的參數通過反饋調節器，改變調節控制器參數和調節控制器輸出u，使系統誤差減小；

最后使被控對象的實際輸出y_p達到期望輸出，其中海水頻率為系統參考輸入，即I_r，y_p為被控對象輸出，y_m為參考模型輸出，u為被控對象的控制輸入，e為系統誤差，e_m為自適應控制誤差。